Radiokomunikacja Naziemna i Kosmiczna

Absolwent specjalności Radiokomunikacja Naziemna i Kosmiczna na kierunku Telekomunikacja to wykwalifikowany specjalista w obszarze projektowania nowoczesnych systemów radiokomunikacyjnych. Dzięki połączeniu wiedzy teoretycznej oraz praktycznych umiejętności, absolwent posiada kompetencje niezbędne do pracy w różnorodnych obszarach związanych z profesjonalną radiokomunikacją, w tym w sektorze kosmicznym, wojskowym i telekomunikacyjnym. Jest przygotowany do pracy zarówno w zespołach badawczo-rozwojowych, jak i w projektach komercyjnych. Zaawansowane kompetencje techniczne w zakresie przetwarzania sygnałów radiowych, znajomość najnowszych technologii oraz umiejętność pracy zespołowej sprawiają, że jest cenionym specjalistą na rynku pracy.

Absolwent tej specjalności zdobywa wszechstronną wiedzę teoretyczną oraz praktyczne umiejętności w zakresie cyfrowego przetwarzania sygnałów w systemach Radia Programowalnego (ang. Software Defined Radio) a także zna kontekst i zastosowania takich rozwiązań w systemach łączności profesjonalnej, w tym w systemach kosmicznych i specjalnego przeznaczenia. Jego wykształcenie obejmuje:

• Zapoznanie ze specyfiką projektów realizowanych dla branży kosmicznej,
  
• Techniki zabezpieczania transmisji radiowej przed błędami i zagrożeniami
• Cyfrowe przetwarzanie sygnałów,
• Projektowanie torów przetwarzania sygnałów w architekturze Radia Programowalnego,
• Zagadnienia kompatybilności elektromagnetycznej,
• Zapoznanie z nieoczywistymi zastosowaniami sztucznej inteligencji (AI) w systemach radiokomunikacyjnych.
  

Absolwent posiada biegłość w obsłudze profesjonalnych narzędzi oraz oprogramowania. Wśród tych narzędzi znajdują się programy do:

• Analizy i syntezy sygnałów cyfrowych,
• Prototypowania systemów Radia Programowalnego,
• Modelowania parametrów łącza radiowego,
• Badania transmisji w łączu radiowym,
• Modelowania elektromagnetycznego,
• Projektowania rozwiązań sprzętowych wielkiej częstotliwości, pracujących w zakresie częstotliwości mikrofalowych.
  

Dzięki temu absolwent potrafi biegle poruszać się w obszarze projektowania systemów radiokomunikacyjnych odpowiadających na specyficzne wymagania stawiane przez nietypowe aplikacje takie jak systemy łączności z obiektami umieszczonymi w przestrzeni kosmicznej, z obiektami latającymi (np. dronami) i wszystkimi innymi, które wymagają niekonwencjonalnych rozwiązań w celu zapewnienia wysokiego poziomu niezawodności i bezpieczeństwa transmisji.

Absolwent specjalności Radiokomunikacja Naziemna i Kosmiczna posiada rozwinięte umiejętności miękkie, niezbędne w pracy w nowoczesnych zespołach projektowych. Zdobywa doświadczenie w:

• Pracy zespołowej – absolwent jest przygotowany do efektywnej współpracy w zespołach interdyscyplinarnych, posiada umiejętności komunikacji i rozwiązywania problemów,
• Zarządzaniu projektami – w toku studiów absolwent zdobywa podstawy zarządzania projektami, co obejmuje planowanie oraz realizację zadań zgodnie z harmonogramem,
• Prezentacji wyników – absolwent posiada umiejętność przedstawienia rezultatów swojej pracy w sposób klarowny i zrozumiały dla różnych grup odbiorców.

Absolwent specjalności Radiokomunikacja Naziemna i Kosmiczna ma szerokie perspektywy zawodowe, zarówno w kraju, jak i za granicą. Jest dobrze przygotowany do podjęcia pracy w różnych sektorach, w tym w:

• branży kosmicznej – firmy i ośrodki badawcze projektujące aparaturę wykorzystywaną misjach badawczych oraz w projektach komercyjnych dotyczących przestrzeni kosmicznej,
• szeroko rozumianej obronności państwa – firmy projektujące systemy łączności bezprzewodowej od których oczekiwana jest wysoka niezawodność oraz bezpieczeństwo komunikacji,
  
• telekomunikacji – operatorzy telekomunikacyjni wykorzystujący radiolinie i systemy IoT, głównie w obszarze projektowania nowoczesnych systemów radiokomunikacyjnych oraz eksploatacji aparatury pomiarowej wielkiej częstotliwości.
• edukacji i badaniach naukowych – instytucje edukacyjne i badawcze zajmujące się nowoczesnymi technologiami radiokomunikacyjnymi.

Dzięki zaawansowanym kompetencjom technicznym i zdolności do adaptacji do nowych technologii, absolwent tej specjalności jest przygotowany do pracy w środowisku, które dynamicznie się zmienia i rozwija.

W ramach przedmiotu studenci przygotowywani są do aktywnego uczestnictwa w opracowywaniu i budowie satelitarnych instrumentów naukowych. Poznają sposoby organizacji projektów, struktury konsorcjów, zasady i źródła finansowania a także wykorzystywane metody zarządzania projektami.

Od strony technologicznej studenci zapoznawani są ze specyfiką technologiczną projektów kosmicznych w obszarach takich jak wymagania środowiskowe, zasady projektowania, testy i niezawodność.

Większość teoretycznych zagadnień poruszanych w ramach przedmiotu jest uzupełniona praktycznymi przykładami rzeczywiście zrealizowanych projektów satelitarnych. W ramach przedmiotu odbywa się także wizyta w Centrum Badań Kosmicznych PAN (lub w innej jednostce badawczej lub firmie z sektora kosmicznego).

Przedmiot prowadzony we współpracy z CBK PAN.

Tematyka przedmiotu dotyczyć będzie projektowania, budowy i działania urządzeń elektronicznych przewidzianych do pracy w warunkach przestrzeni kosmicznej (satelitów, sond kosmicznych, lądowników planetarnych, itp.).

W trakcie wykładów zostaną przedstawione informacje dotyczące specyfiki środowiska kosmicznego, architektury systemu satelitarnego/kosmicznego, przebiegu procesu projektowania systemu satelitarnego i faz projektu, weryfikacji i testów poprawnego działania urządzeń kosmicznych, standardów ECSS (European Cooperation for Space Standardization) stosowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną ESA, łączności między obiektem kosmicznym a naziemną stacją kontrolną, analiz bilansu mocy w łączu radiowym, bilansu mocy zasilania i podstaw bilansu termicznego dla urządzenia umieszczonego na orbicie.

Tematyka zajęć obejmuje trzy grupy zagadnień:
– bezpieczeństwo (szyfrowanie, integralność danych, uwierzytelnianie stron),
– błędy w transmisji bezprzewodowej i techniki ich wykrywania oraz zapobiegania,
– niezawodność sprzętu i oprogramowania sterującego pracą systemu radiowego,

ilustrowane na przykładach systemów Internetu Rzeczy oraz systemów aparatury orbitalnej.

Przedmiot realizowany nowoczesną metodą Project-Based Learning (PBL), z dużym udziałem aktywności o charakterze praktycznym.

Praktycznie wszystkie współczesne urządzenia radiokomunikacyjne, w tym te wykorzystywane w systemach kosmicznych, projektuje się w architekturze tzw. Radia Programowalnego (ang. Software-Defined Radio).

W ramach pierwszej części kursu omówione zostaną algorytmy cyfrowego przetwarzania sygnałów radiowych kluczowe dla realizacji współczesnych systemów radiowych oraz sposoby ich efektywnej symulacji w czasie rzeczywistym (GNURadio + urządzenia klasy USRP).

Druga część poświęcona będzie praktycznemu użyciu technologii SDR jako narzędzia do: implementacji systemów nadawczych i odbiorczych, pomiarów i diagnostyki systemów radiowych oraz analizy bezpieczeństwa radiowego (PenTesting).

Techniki należące do grupy sztucznej inteligencji znajdują szereg (często nieoczywistych) zastosowań, również w radiokomunikacji.

W ramach pierwszej części kursu przedstawiane są koncepcje perceptronu, głębokich sieci neuronowych, splotowych sieci neuronowych oraz maszyn wektorów nośnych wraz z omówieniem zasad projektowania, trenowania i weryfikacji.

Druga część poświęcona jest praktycznym przykładom implementacji technik sztucznej inteligencji w urządzeniach i systemach radiokomunikacyjnych, m.in. w korekcji kanałowej, klasyfikacji modulacji cyfrowych, oraz detekcji nieprawidłowości i ingerencji w działanie sieci bezprzewodowych, tzw. RF fingerprinting.

Celem przedmiotu jest przedstawienie podstawowych mechanizmów fizycznych odpowiedzialnych za niepożądane oddziaływanie czynników zewnętrznych (takich jak silne promieniowanie elektromagnetyczne, wyładowania elektrostatyczne itp.) na działanie sprzętu elektronicznego, na przykładach obejmujących m.in. platformy latające.

Przedmiot realizowany w języku angielskim.

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z zaawansowanymi systemami antenowymi, które stanowią bazę nowoczesnych systemów bezprzewodowych, w tym nacisk jest położony na systemy 5G.

Po tym przedmiocie student powinien rozumieć sposób działania zaawansowanych systemów antenowych, w tym szyków antenowych i anten w systemach MIMO, umieć oszacować główne ich charakterystyk oraz umieć dobrać odpowiedni system antenowy do określonego systemu radioelektronicznego.

Techniki radiolokacyjne wykorzystywane są m.in. w detekcji i śledzeniu obiektów latających, w tym także aparatury orbitalnej jak i kosmicznych śmieci.

Celem przedmiotu jest zaznajomienie studentów z nowoczesnymi metodami przetwarzania sygnałów radiolokacyjnych. Główny nacisk położony będzie na praktyczne aspekty wykorzystania metod cyfrowego przetwarzania sygnałów w radiolokacji.

Efektem kształcenia studentów będzie znajomość klasycznych metod przetwarzania sygnałów radiolokacyjnych, takich jak filtracja MTI/MTD, detekcja, estymacja czy śledzenie. Ponadto studenci poznają mniej rozpowszechnione, ale równie ważne, metody przetwarzania sygnałów w radarach z syntetyczną aperturą (SAR), radarach pasywnych (PCL) i radarach szumowych.